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耐候钢又称为耐大气腐蚀钢，它是金属材料的重要组成部分，相对于不锈钢，耐候钢具有良好的经济性，广泛用于建筑、车辆、桥梁、塔架、集装箱等钢结构物中。耐候钢自30年代美国的U.S.Steel公司成功研制出含Cu低合金钢Cor Ten钢后，一直处于不断的发展研究中，通过近80年的研究和实践证明，耐候钢基体本身不耐大气腐蚀，初期形成的致密锈层才具有抵御大气腐蚀的能力。近期，耐候钢的研究开始转移到如何提高耐候钢自身的力学性能方面，各钢厂均在生产高强度耐候钢方面进行了研究，以扩大耐候钢的使用范围。针对型材类耐候钢一直缺少强度级别高的产品，本文确定以含低P的Cr-Ni-Cu耐候钢系为基础，通过适当增加Mn含量，利用Mn的固溶强化作用，同时采用添加V、Ti、N微合金元素综合作用细化晶粒的试验方案，生产高强度耐大气腐蚀型钢。为探寻Mn、V、Ti、N等合金元素对提高强度的影响，首先在实验室采用中频感应炉冶炼耐候钢水分三次浇铸成钢锭，每次浇铸前分别加入Fe-Mn合金，钢锭锻造成φ20mm圆棒，以寻找Mn对耐候钢强度的影响；其次，仍采用中频感应炉冶炼耐候钢水，将锰含量提高到1.4％后再加入V，模铸成钢锭锻造成φ20mm圆棒；最后，工业试验采用攀钢现有的冶炼工艺生产V—Ti—N型耐候钢连铸坯，清理、加热后在型材轧机上轧制成310乙字钢，并进行了常规力学性能检测和耐大气腐蚀、焊接性和时效性试验。试验结果分析表明，在低含P的Cr-Ni-Cu系耐候钢的基础上，提高0.80％的Mn含量，型材类耐候钢材屈服强度(ReL)可提高80MPa左右。但锰含量过高对钢材的低温冲击韧性能和焊接性不利，增加锰含量仅能生产屈服强度小于400MPa的耐候型钢。若单独加V，而不考虑钢中增加N，仅能生产屈服强度为400MPa～450MPa级的高强度耐大气腐蚀型钢。钢中加V和微量的Ti，同时控制钢中的N在0.010％～0.018％，可生产屈服强度为450MPa以上级别的高强度耐大气腐蚀型钢。耐候钢中添加V、Ti、N合金元素后，钢中的N几乎不以游离N的形式存在，而是以化合态形式存在于钢中，对钢的时效性不会产生影响。V—Ti—N型材类耐候钢中生成大量的V（CN）和Ti（CN）是细化晶粒的基础，V（CN）和Ti（CN）依附在细小的MnS夹杂上，成为铁素体核心，促进晶内铁素体的产生，可使型材类耐候钢的晶粒得到充分细化，晶粒度达到10级以上，平均晶粒直径约8μm。Mn含量约1.40％的V—Ti—N型材类耐候钢的临界冷速为0.83℃／S，在型钢的生产中只能采用自然空冷的方式进行冷却，采用风冷有可能出现贝氏体组织。V—Ti—N型材类耐候钢的耐大气腐蚀能力与Cor TenA相当，并可通过斜Y坡口焊接裂纹试验，具有良好的可焊性和耐大气腐蚀能力。